Transcript Вычислительные системы, сети и телекоммуникации

Вычислительные системы, сети и
телекоммуникации
Вычислительные сети
Глобальная сеть Internet
Всемирное объединение различных
региональных
и
корпоративных
компьютерных
сетей,
образующих
единое информационное пространство
благодаря
использованию
общих
стандартов, так называемых протоколов
семейства TCP/IP (Transfer Control
Protocol / Internet Protocol).
Вычислительные системы, сети и
телекоммуникации
Вычислительные сети
Концепция сети Internet
• отсутствие центрального компьютера
– все компьютеры сети равноправны;
• пакетный способ передачи файлов по
сети на основе стека протоколов ;
• единое адресное пространство.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Три ключевых понятия
составляют основу Интернет
- узловой компьютер
- канал передачи данных
- протокол TCP/IP.
Вычислительные системы, сети и
телекоммуникации
Вычислительные сети
Глобальная сеть Internet
- Межсетевой протокол (Internet Protocol – IP)
разделяет данные на отдельные пакеты,
которые
снабжаются
заголовком,
где
указывается адрес получателя.
- Протокол управления передачей (TCP)
отвечает за правильную доставку отдельных
пакетов
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Структура стека TCP/IP.
Протоколы TCP/IP делятся на 4 уровня.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Вычислительные сети
Вычислительные системы, сети и
телекоммуникации
Вычислительные сети
Глобальная сеть Internet
Адреса
всех
компьютеров,
подсоединенных к Internet, должны
иметь формат, который компьютеры
смогут обрабатывать автоматически,
и, с другой стороны, адрес должен
нести некоторую информацию о
своем владельце.
Вычислительные системы, сети и
телекоммуникации
Вычислительные сети
Типы адресов
физический
сетевой
логический символьный
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в сети
Сетевой (цифровой) адрес
(32-бита - версия IPv4)
Для удобства цифровой адрес
разделяют на четыре блока по 8 бит,
которые затем записывают в десятичной
системе и отделяют друг от друга
точками.
123.45.67.89
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Классы IP-адресов
Класс А
N сети
0
N узла
Класс В
1
N сети
0
1
1
N узла
Класс С
N сети
0
N узла
Класс D
1
1
1
адрес группы multicast
0
Класс Е
1
1
1
1
0
зарезервирован
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Классы IP-адресов
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Классы IP-адресов (А)
Адрес начинается с 0: сеть класса А,
Номер
сети
один
байт,
остальные 3 байта - номер узла в
сети.
Сети класса А имеют номера в
диапазоне от 1 до 126.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Классы IP-адресов (В)
Первые два бита адреса 10, сеть - класса В
В сетях класса В под адрес
сети и под адрес узла
отводится по 16 бит.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Классы IP-адресов (С)
Первые биты адреса - 110,
сеть - класса С
Под адрес сети отводится 24
бита, а под адрес узла - 8 бит.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Классы IP-адресов (D)
Первые биты адреса - 1110,
сеть - класса D
Особый, групповой адрес
multicast.
-
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Классы IP-адресов (Е)
Первые биты - 11110,
сеть - класса Е,
Зарезервирован для будущих
применений.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Класс
Структура 32-битного IP адреса
8
8
Диапазон сетей
Класс А
8
0 № сети
8
№ хоста
1.0.0.0
126.0.0.0
Класс В
10 № сети
№ хоста
128.0.0.0
191.255.0.0
Класс С
110 № сети
№ хоста
192.0.0.0
223.255.255.0
Класс D
1110 групповой адрес
224.0.0.0
239.255.255.255
Класс Е
11110 зарезервирован
240.0.0.0
247.255.255.255
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в сети
Сетевой (цифровой) адрес
(128-бит - версия IPv6)
Общее к-во адресов
128
8
36
2 ~ 2 *10
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в сети
версия IPv6
• Отсутствие контрольной суммы
• На сверхскоростных сетях возможна поддержка
огромных пакетов (джамбограмм) — до 4
гигабайт;
•
Time to Live переименовано в Hop Limit;
•
Появились метки потоков и классы трафика;
•
Появилось многоадресное вещание;
•
Протокол IPSec из желательного превратился
в обязательный.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в сети
версия IPv6
Адреса IPv6 отображаются как восемь групп
по четыре шестнадцатеричные цифры,
разделённые двоеточием.
Если одна или более групп подряд равны
0000, то они могут быть опущены и
заменены на двойное двоеточие (::).
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в сети
версия IPv6
- Unicast
- Anycast
- Multicas
- адреса многоадресного
вещания IPv6
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в сети
Бесклассовая адресация
Маски подсети являются основой метода
бесклассовой маршрутизации (CIDR).
Маску подсети записывают вместе с IPадресом в формате «IP-адрес/количество
единичных бит в маске».
Число после слэша означает количество
единичных разрядов в маске подсети.
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Логический символьный
адрес
Символический адрес URL
(Universal Resource Location)
protocol://host.domain/path/объект
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Символьная адресация
Традиционная форма записи
URL:
<схема>://<логин>:<пароль>@
<хост>:<порт>/<URL‐путь>
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Символьная адресация
<схема>://<логин>:<пароль>@<хост>:<порт>/<URL‐путь>
схема - схема обращения к ресурсу, в большинстве случаев
имеется в виду сетевой протокол
логин - имя пользователя, используемое для доступа к ресурсу
пароль - пароль, ассоциированный с указанным именем
пользователя
хост - полностью прописанное доменное имя хоста в системе
DNS или IP-адрес хоста в форме четырёх десятичных
чисел, разделённых точками. Числа находятся в
интервале от 0 до 255.
порт - порт хоста для подключения
URL‐путь - уточняющая информация о месте нахождения
ресурса (зависит от протокола)
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Символьная адресация
<схема>://<логин>:<пароль>@
<хост>:<порт>/<URL‐путь>
схема - схема обращения к
ресурсу, в большинстве случаев
имеется в виду сетевой
протокол
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Символьная адресация
Общепринятые схемы (протоколы) URL включают:
ftp — Протокол передачи файлов FTP
http — Протокол передачи гипертекста HTTP
https — Специальная реализация протокола HTTP ,
использующая шифрование (как правило, SSL или TLS)
gopher — Протокол Gopher
mailto — Адрес электронной почты
news — Новости Usenet
nntp — Новости Usernet через протокол NNTP
irc — Протокол IRC
prospero — Служба каталогов ProsperoDirectory Service
telnet — Ссылка на интерактивную сессию Telnet
wais — База данных системы WAIS
xmpp — Протокол XMPP (часть Jabber)
file — Имя локального файла
data — Непосредственные данные (Data: URL)
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Символьная адресация
<схема>://<логин>:<пароль>@<хост>:<порт>/<URL‐путь>
логин - имя пользователя,
используемое для доступа к
ресурсу
пароль
пароль,
ассоциированный с указанным
именем пользователя
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Символьная адресация
<схема>://<логин>:<пароль>@<хост>:<
порт>/<URL‐путь>
хост - полностью прописанное доменное
имя хоста в системе
DNS или IPадрес хоста в форме четырёх десятичных
чисел, разделённых точками.
порт - порт хоста для подключения
URL‐путь - уточняющая информация о
месте нахождения
ресурса (зависит
от протокола)
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Отображение символьных адресов на IPадреса: служба DNS
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Символьная адресация
protocol://host.domain/path/объект
Доменные имена.
Полный доменный адрес обозначается
как FQDN (Fully Qualified Domain Name)
и читается в обратном порядке
относительно цифрового адреса.
polydos.uni-konstanz .de
имя компьютера сеть домен (Германия)
Для компьютера необходим цифровой
адрес
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Отображение символьных адресов на IPадреса: служба DNS
• com - коммерческие организации
(например, microsoft.com);
• edu - образовательные (например,
mit.edu);
• gov - правительственные организации
(например, nsf.gov);
• org - некоммерческие организации
(например, fidonet.org);
• net - организации, поддерживающие сети
(например, nsf.net).
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Отображение символьных адресов на IPадреса: служба DNS
В 2010 году было введено 5 доменов, связанных
со спортом.
• .ski
• .surf
• .bike
• .board
• .skate
Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
Адресация в IP-сетях
Автоматизация процесса назначения IP-адресов узлам сети
- протокол DHCP
Основным назначением DHCP является динамическое
назначение IP-адресов.
Недостатки:
- проблема согласования информационной адресной базы в
службах DHCP и DNS.
- нестабильность IP-адресов усложняет процесс управления
сетью. Системы управления, основанные на протоколе SNMP,
разработаны с расчетом на статичность IP-адресов.
- централизация процедуры назначения адресов снижает
надежность системы: при отказе DHCP-сервера все его клиенты
оказываются не в состоянии получить IP-адрес и другую
информацию о конфигурации.